Frimodigt at gå, hvor ingen plante har været før

Joe Chappells seneste satsning inden for plantebaseret lægemiddeludvikling kunne beskrives, helt bogstaveligt, som "ude af denne verden".

Chappell driver et af University of Kentucky College of Pharmacys laboratorier for naturlige produkter, med det specifikke mål at udvikle nye terapier afledt af flora. Nu, arbejder med den britiske postdoc Chase Kempinski og et team fra Lexingtons eget rumkommercialiseringsfirma Space Tango, professoren har fundet en ny hypotese, der skal afprøves i lægemiddeludviklingens navn:om det at sende planter til rummet kan øge deres evne til at producere helbredende egenskaber.

Uanset om det er brugen af ​​aloe til at lindre en solskoldning, eller ingefær til at berolige en dårlig mave, planter har længe været en god kilde til medicinske anvendelser. I moderne historie, mange af vores blockbuster-medicin har en ydmyg begyndelse i planter. Taxol, et populært lægemiddel til behandling af brystkræft og gynækologisk kræft, stammede fra Stillehavstakstræet. Artemisinin, isoleret fra søde malurtplanter, er udsendt over hele verden til behandling af malaria. Selv almindelig aspirin har rødder i pilebarktræet.

"Hele min karriere, Jeg har været interesseret i, hvordan samfundet generelt bruger planter, " sagde Chappell, formand for Farmaceutiske Videnskaber i Storbritannien. "Ikke kun til mad, men for velvære. Hvad er de kemikalier, der er i planter, og som giver deres terapeutiske værdi?"

Ideen om at sende planter til rummet blev født fra Chappells mangeårige venskab med Kris Kimel, medstifter og formand for Space Tango og tidligere præsident for Kentucky Science Technology Corporation. Selvom Space Tango er en for-profit virksomhed, at tilbyde tjenester til store virksomheder, der søger at forske og producere i rummet, det samarbejder med universiteter som UK for at hjælpe med at udføre videnskabelige eksperimenter.

"Det handler om ny viden, nye ideer, og kreative tilgange til tingene, Kimel sagde. "[Space Tango] blev skabt for at adressere, hvad vi så som en fundamentalt ny grænse, især inden for biomedicin."

Virksomheden tager sig af logistikken af ​​rumfart for sine små forskningsemner, fra at bygge de kompakte CubeLabs, der holder materialet, at levere nyttelasten til Elon Musks SpaceX-raketter nede i Florida, at overvåge eksperimenternes fremskridt via live-feed-satellitter.

Kempinski – som kom til Storbritannien for at opnå sin doktorgrad, arbejde i Chappells laboratorium og nu også fungerer som plantefysiologisk konsulent for Space Tango – udvikler mediesammensætninger af hormoner, salte og andre fornødenheder, som planterne skal bruge for at vokse og trives.

Så nu er det virkelige spørgsmål:hvorfor sende planter til rummet?

I bund og grund, bare for at se hvordan de reagerer.

Når planter er "stressede, " de trækker fra et genetisk reservoir for at producere forbindelser, der gør det muligt for dem at tilpasse sig og overleve. Over hundreder af millioner af år, planter har brugt dette genetiske potentiale til at tilpasse sig miljøændringer her på jorden.

Ved at sende planter op til en tur på den internationale rumstation, holdet eliminerer én kerne, konstant kraft, som planter er veltilpassede – tyngdekraften. At forstå, hvordan planter reagerer i et miljø, hvor den traditionelle tyngdekraftsbelastning er fjernet, giver indsigt i, hvad der kan have drevet disse tilpasninger, og hvordan forskere kan optimere medicinske anvendelser eller afgrødeproduktion til fødevarer.

"Ingen planter vokser i det ydre rum; ingen planter vokser i fravær af tyngdekraft, som vi er opmærksomme på, " sagde Chappell. "Ved at sætte dem i det meget unaturlige miljø, vi håber på en måde at åbne Pandoras æske."

Mens Space Tango har sendt en række planter og hvirvelløse dyr til rummet for andre kunder, Chappell og Kempinski fokuserer specifikt på en håndfuld plantetyper:indtil videre, de har lavet et foreløbigt projekt med at sende Madagaskar Periwinkle og Baldrian frø i kredsløb.

Madagaskar Periwinkle er kendt for at producere anti-kræft egenskaber, men i meget små mængder - teamet håber på potentielt ulovlige ændringer, der tvinger det til at producere flere forbindelser eller måske mere effektive. Baldrian, tilgængelig som et supplement i ethvert lokalt apotek, er kendt for sine anti-angst egenskaber. Det næste mål vil være at sende disse frø og faktisk spire dem i kredsløb for at se, hvilke ændringer manglen på tyngdekraft kan inducere.

Selvom det sandsynligvis vil tage lang tid, flertrinsproces til at studere og indsamle brugbare data fra deres eksperimenter for dristigt at gå, hvor ingen plante har været før, Det nye med at udforske en helt ny grænse er en stor motivation for teamet.

"Jeg er som et barn i en slikbutik, " sagde Chappell. "Jeg kommer til at udforske noget, der aldrig er blevet udforsket. Der er intet ved det her, der ikke ophidser mig."